(57)【要約】【課題】耐酸性および耐候性に優れた情報記録媒体基板用ガラスの提供。【解決手段】下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６１〜７２％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、Ｌｉ２Ｏを０〜１４．３％、Ｎａ２Ｏを０〜２２％、Ｋ２Ｏを０〜２２％、ＭｇＯを４〜１３％、ＴｉＯ２を０〜６％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが８〜２２％であり、Ｌｉ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５２以下、Ｎａ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｎａ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．３５以上またはＫ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｋ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．４５以上である情報記録媒体基板用ガラス。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６１〜７２％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、Ｌｉ２Ｏを０〜１４．３％、Ｎａ２Ｏを０〜２２％、Ｋ２Ｏを０〜２２％、ＭｇＯを４〜１３％、ＴｉＯ２を０〜６％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが８〜２２％であり、Ｌｉ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５２以下、Ｎａ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｎａ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．３５以上またはＫ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｋ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．４５以上である情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項２】
Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５以下またはＮａ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．４以上である請求項１の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項３】
ＴｉＯ２およびＺｒＯ２の含有量の合計ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２が０〜８％である請求項１または２の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項４】
Ｂ２Ｏ３を含有しない、またはＢ２Ｏ３を１％未満含有する請求項１、２または３の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項５】
ＳｉＯ２含有量からＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差が５３％超である請求項１〜４のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項６】
Ｋ２Ｏ含有量からＬｉ２Ｏ含有量を減じた差が９％以下である請求項１〜５のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項７】
Ｒ２Ｏが１０％以上である請求項１〜６のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項８】
ＳｉＯ２が６２〜７１％、Ａｌ２Ｏ３が４〜１２％、Ｌｉ２Ｏが０〜１２．４％、Ｎａ２Ｏが０〜２０％、Ｋ２Ｏが０〜１９％、ＭｇＯが５〜１２％、ＴｉＯ２が０〜５％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｒ２Ｏが１１〜２０％である請求項１〜６のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項９】
Ａｌ２Ｏ３含有量が１１％以下である請求項１〜８のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１０】
ＳｉＯ２が６３〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が５〜９％、Ｌｉ２Ｏが０〜１０．２％、Ｎａ２Ｏが０〜１９％、Ｋ２Ｏが０〜１２．８％、ＭｇＯが５〜１１％、ＴｉＯ２が０〜４％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｒ２Ｏが１３〜１９％である請求項１〜６のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１１】
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しない請求項１〜１０のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１２】
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１以上を合計で３％以下含有する請求項１〜１０いずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１３】
Ａｌ２Ｏ３が３〜１１％、Ｌｉ２Ｏが０〜５％未満、Ｎａ２Ｏが０〜１３％、Ｋ２Ｏが０〜１２％、ＭｇＯが４〜１１％、Ｒ２Ｏが８〜１７％であり、ＣａＯを２％超８％以下含有する請求項１〜６のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１４】
ＳｉＯ２が６１〜７１％、Ａｌ２Ｏ３が４〜１１％、Ｌｉ２Ｏが０〜４．５％、Ｎａ２Ｏが０〜１２％、Ｋ２Ｏが０〜１０％、ＭｇＯが４〜９％であり、ＣａＯを２．５〜７％含有する請求項１〜６のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１５】
ＺｒＯ２が０．５〜３％である請求項１３または１４の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１６】
ヤング率が７５ＧＰａ以上かつ比弾性率が２８ＭＮｍ／ｋｇ以上である請求項１〜１５のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１７】
ガラス転移点が５００℃以上である請求項１〜１６のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１８】
ヤング率が７６ＧＰａ以上、比弾性率が３０ＭＮｍ／ｋｇ以上かつガラス転移点が５９０℃以上である請求項１３、１４または１５の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項１９】
−５０〜７０℃における平均線膨張係数が５６×１０−７／℃以上である請求項１〜１８のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項２０】
液相温度をＴＬ、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度をＴ４として、（ＴＬ−Ｔ４）＜５０℃未満である請求項１〜１９のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項２１】
密度が２．６０ｇ／ｃｍ３以下である請求項１〜２０のいずれかの情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれかの情報記録媒体基板用ガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項２３】
２５℃、０．０１Ｎ硝酸に浸漬したときのガラスのエッチング速度が０．３ｎｍ／ｈ以下である請求項２２の情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項２４】
請求項２２または２３の情報記録媒体用ガラス基板であって、１２０℃、０．２ＭＰａの水蒸気雰囲気下に２０時間保持した時そのガラス表面に析出しているＬｉ量、Ｎａ量、Ｋ量をそれぞれＣＬｉ、ＣＮａ、ＣＫとして、ＣＲ＝ＣＬｉ＋ＣＮａ＋ＣＫが１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下である情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項２５】
請求項２２、２３または２４の情報記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層が形成されている磁気ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク（ハードディスク）など情報記録媒体の基板に用いられるガラス、情報記録媒体用ガラス基板および磁気ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体用基板、特に磁気ディスク用基板としてガラス基板が広く用いられており、モル％で示した組成が、ＳｉＯ２：６５．４％、Ａｌ２Ｏ３：８．６％、Ｌｉ２Ｏ：１２．５％、Ｎａ２Ｏ：１０．５％、ＺｒＯ２：３．０％である市販ガラスが知られている。この市販ガラスは化学強化処理されて使用されている。
一方、特許文献１には、化学強化処理を行わない磁気ディスク用基板ガラスが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５８６２６号公報（表１〜１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程や洗浄工程では低ｐＨの酸が用いられるため、磁気ディスク用ガラス基板としては、低ｐＨにおける研磨工程や洗浄工程で面荒れが発生しないこと、すなわち耐酸性が求められる。また、低ｐＨの酸を用いることで、研磨速度の向上や、洗浄工程での欠点除去能力の向上が可能となるが、耐酸性の低いガラスでは、高ｐＨの酸を用いることになり、研磨速度の低下や、洗浄後の欠点品質の低下が生じてしまう。
【０００５】
磁気ディスク用ガラス基板としては、その在庫中に表面性状が著しく変化し、前記基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜が剥がれやすくならないこと、すなわち耐候性が求められる。Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属成分はガラスの溶融促進剤として広く使用されるが、これらの成分は空気中の水分によってガラスから選択的に抽出され、最終的には空気中の炭酸ガスや亜硫酸ガスといった成分と反応し、アルカリ炭酸塩やアルカリ硫酸塩としてガラス表面に付着する（白ヤケ）ため、その反応が起きにくいことが必要である。
【０００６】
また、アルカリ金属成分が磁性膜に拡散すると記録した情報が消えるなどの現象が起きやすくなるため、記録媒体としての信頼性を著しく落としてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明者は、前記市販化学強化ガラスについて後述する耐候性試験を行ったところＬｉ、Ｎａ、Ｋの析出量合計ＣＲは３．５ｎｍｏｌ／ｃｍ２（後述する例１２３）、化学強化をしないものではＣＲは１８．３ｎｍｏｌ／ｃｍ２であり（後述する例１２４）、化学強化をしないものの耐候性は決して高くはなく、化学強化処理によって耐候性が改善していることがわかった。すなわち、このガラスは化学強化処理によって初めて磁気ディスク用ガラス基板として使用できるガラスと考えられ、その理由は、化学強化処理に伴いガラス表面にイオン半径の大きなアルカリ成分が増加し、移動度を落としているためと考えられる。しかし、化学強化処理には、工程が増加するためコストアップにつながる、化学強化処理によって基板表面に汚れが付着しやすくなる、などの問題がある。
【０００８】
一方、特許文献１に例示されている組成はアルカリ金属成分に加え、Ｂ２Ｏ３を１モル％以上含むものが大部分である。Ｂ２Ｏ３はガラスの脆さ低下、低比重化、ガラスの溶融性促進などを目的に添加されているが、アルカリ金属成分と共存すると蒸気圧が非常に低いアルカリボレート化合物を形成するため、ガラス融液から同成分の揮散が激しく起こる。図１に、Ｍａｌｃｏｌｍ Ｗ．Ｃｈａｓｅ，Ｊｒ．編，ＮＩＳＴ‐ＪＡＮＡＦ  Ｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔａｂｌｅｓ，（米国），第４版，ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９８年，ｐ．２４２−２７４，の熱力学データから計算したホウ素化合物の蒸気圧曲線を示す。各温度における気相と凝縮相の自由エネルギー差ΔＧから、次式で蒸気圧Ｐを計算した。結果を図１に示す。
ΔＧ＝ＲＴｌｎＰ
ここで、Ｒは気体定数である。
【０００９】
図１からわかるように、ホウ素のアルカリ化合物は、Ｂ２Ｏ３に比較すると、はるかに高い蒸気圧を示す。これにより、脈理などの不均質が発生しガラス品質低下を引き起こすと同時に、揮散物がガラス溶融窯に使用しているれんが物質に凝縮しれんが強度を著しく低下させる、揮散物の回収処理に莫大なコストがかかる、といった問題が発生する。
【００１０】
また、ガラスからのアルカリ金属成分の揮散に対するＢ２Ｏ３含有量の影響を調べるために、後述する例２９、１３７、１３８のガラスを白金るつぼに入れて、１６００℃の温度で２３時間放置して、放置前後のガラス中のＬｉ２ＯおよびＮａ２Ｏの量をＩＣＰ−ＭＳにより分析した。なお、例２９、１３７、１３８のガラスのＢ２Ｏ３含有量はそれぞれ０モル％、１モル％、１．５モル％である。
その結果、例２９、１３７、１３８の放置前後でのＬｉ２Ｏ減少量（絶対量）はそれぞれ０．０質量％、０．１質量％、０．１質量％、Ｎａ２Ｏ減少量（絶対量）はそれぞれ０．４質量％、０．８質量％、０．９質量％であった。すなわち、Ｂ２Ｏ３を含有しない例２９とＢ２Ｏ３を１モル％以上含有する例１３７、１３８とでは、特にＮａ２Ｏ減少量において顕著な差が認められた。
【００１１】
また、特許文献１にはＢ２Ｏ３を含まない組成も５例示されているが、いずれのガラスもアルカリ金属成分の含有量が多いためＣＲは１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２以上であると考えられ、アルカリ金属の磁性膜への拡散が多くなり、信頼性を低下させるという懸念がある。また、後述する例１２５は特許文献１の例６３のガラスであるが、後述する硝酸エッチング速度は１８１ｎｍ／ｈである。このため、低ｐＨにおける研磨工程や洗浄工程で面荒れが発生し、品質を低下させるという懸念がある。
【００１２】
本発明者は耐酸性試験において硝酸エッチング速度が大きく、また耐候性試験においてアルカリの析出が多いガラスがこれらの問題を引き起こすと考え、化学強化処理を行うことなく、またＢ２Ｏ３を多く含有させることなくこのような課題を解決することを目的として本発明をなした。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６１〜７２％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、Ｌｉ２Ｏを０〜１４．３％、Ｎａ２Ｏを０〜２２％、Ｋ２Ｏを０〜２２％、ＭｇＯを４〜１３％、ＴｉＯ２を０〜６％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが８〜２２％であり、Ｌｉ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５２以下またはＮａ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｎａ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．３５以上またはＫ２Ｏの含有量とＲ２Ｏとの比Ｋ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．４５以上である情報記録媒体基板用ガラスを提供する。なお、たとえばＬｉ２Ｏを０〜１４．３％含有するとは、Ｌｉ２Ｏは必須ではないが１４．３％まで含有してもよい、の意である。
また、Ａｌ２Ｏ３が３〜１１％、Ｒ２Ｏが１０〜２２％である前記情報記録媒体基板用ガラスを提供する。
【００１４】
また、ＳｉＯ２を６２〜７１％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｌｉ２Ｏを０〜１３％、Ｎａ２Ｏを０〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜２０％、ＭｇＯを５〜１２％、ＴｉＯ２を０〜５％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、Ｒ２Ｏが１１〜２０％である前記情報記録媒体基板用ガラスを提供する。
また、ＳｉＯ２を６３〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を５〜９％、Ｌｉ２Ｏを０〜１２．４％、Ｎａ２Ｏを０〜１９％、Ｋ２Ｏを０〜１９％、ＭｇＯを５〜１１％、ＴｉＯ２を０〜４％、ＺｒＯ２を０〜４％含有し、Ｒ２Ｏが１３〜１９％である前記情報記録媒体基板用ガラスを提供する。
【００１５】
また、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しない、または、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１以上を合計で３％以下含有する、または、Ｌｉ２Ｏが０〜５％未満でありＣａＯを２％超８％以下含有する前記情報記録媒体基板用ガラスを提供する。
これらのうち、１番目と２番目の態様のガラス、すなわち、前記情報記録媒体基板用ガラスであってＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜３％である態様のものは比弾性率と膨張係数を大きくしたいときに好適である（以下、この２者の態様のガラスをガラスＡと総称する）。
３番目の態様のガラス、すなわち、前記情報記録媒体基板用ガラスであってＬｉ２Ｏが０〜５％未満でありＣａＯを２％超８％以下含有する態様のものはガラス転移点を高くしたいときに好適である（以下、この態様のガラスをガラスＢという）。
また、Ｂ２Ｏ３を含有しない、またはＢ２Ｏ３を１％未満含有する前記情報記録媒体基板用ガラスを提供する。
【００１６】
また、前記情報記録媒体基板用ガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板を提供する。
また、前記情報記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層が形成されている磁気ディスクを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、耐酸性が高い情報記録媒体基板用ガラスを得ることが可能になるので、低ｐＨにおける研磨工程や洗浄工程での面荒れを防止できる。
また、情報記録媒体用ガラス基板の研磨速度を向上することができ、研磨工程の効率化を実現できる。
また、洗浄工程での欠点品質を向上することができ、高品質の情報記録媒体用ガラス基板を得ることができる。
【００１８】
また、化学強化処理なしで耐候性試験後のアルカリ析出総量が小さい情報記録媒体基板用ガラスを得ることができる。これにより、前記基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜が剥がれにくくなる。
また、磁性膜へのアルカリ拡散を抑制でき、信頼性の高い磁気ディスクを得ることができる。
また、化学強化処理を行うことなく情報記録媒体用ガラス基板を製造できるので、工程を減らすことができ、また化学強化処理後の基板表面へのよごれ付着の問題を解決できる。
また、ヤング率、比弾性率が高い情報記録媒体基板用ガラスを得ることができる。これにより、ドライブ回転中に反りやたわみが発生しにくくなり、高記録密度の磁気ディスクなど情報記録媒体を得ることができる。
また、密度が小さい情報記録媒体基板用ガラスを得ることができる。これにより、ドライブ回転時にモーター負荷が低減できるため、低消費電力を達成できる。
また、平均線膨張係数が大きい情報記録媒体基板用ガラスを得ることができる。これにより、金属製のドライブ部材との熱膨張マッチングが高くなり、温度変動時の発生応力が小さく、基板割れ等が発生しにくくなる。
【００１９】
また、液相温度が、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度に比して低い情報記録媒体基板用ガラスを得ることができる。これにより、フロート法、フュージョン法、ダウンドロー法などの連続成形が可能となり、大量生産が可能となる。
また、ガラス転移点が高い情報記録媒体基板用ガラスを得ることができる。これにより、基板上に磁性膜を形成した後に行う熱処理温度を高くでき、記録密度の高い情報記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】温度と、Ｂ２Ｏ３およびホウ素のアルカリ化合物の蒸気圧との関係を示す図である。
【図２】アルカリ酸化物比率（Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ／Ｒ２Ｏ、Ｋ２Ｏ／Ｒ２Ｏ）とＣＲの関係を示す図である。各点の数字はＣＲ（単位：ｎｍｏｌ／ｃｍ２）であり、頂点ＬｉにおいてはＬｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏ＝１、頂点ＮａにおいてはＮａ２Ｏ／Ｒ２Ｏ＝１、頂点ＫにおいてはＫ２Ｏ／Ｒ２Ｏ＝１である。
【図３】Ｋ２Ｏ／Ｒ２Ｏ＝０におけるＮａ２Ｏ／Ｒ２ＯとＣＲの関係を示す図である。図中のｙ＝５６ｘ２−７７ｘ＋３２は近似曲線の式（ｙ、ｘはそれぞれＫ２Ｏ／Ｒ２Ｏ＝０におけるＣＲ、Ｎａ２Ｏ／Ｒ２Ｏである。）であり、Ｒ２は決定係数である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の情報記録媒体基板用ガラス（以下、本発明のガラスという。）の密度ｄは２．６０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。２．６０ｇ／ｃｍ３超ではドライブ回転時にモーター負荷がかかって消費電力が大きくなる、またはドライブ回転が不安定になるおそれがある。好ましくは２．５４ｇ／ｃｍ３以下である。
【００２２】
本発明のガラスはヤング率Ｅが７５ＧＰａ以上かつ比弾性率Ｅ／ｄが２８ＭＮｍ／ｋｇ以上であることが好ましい。Ｅが７５ＧＰａ未満であるかＥ／ｄが２８ＭＮｍ／ｋｇ未満であるとドライブ回転中に反りやたわみが発生しやすく、高記録密度の情報記録媒体を得ることが困難になるおそれがある。より好ましくはＥが７６ＧＰａ以上かつＥ／ｄが３０ＭＮｍ／ｋｇ以上であり、Ｅが７７ＧＰａ以上かつＥ／ｄが３０ＭＮｍ／ｋｇ以上であることが特に好ましい。
【００２３】
本発明のガラスのガラス転移点Ｔｇは５００℃以上であることが好ましい。５００℃未満では磁性層形成熱処理温度を充分高くすることができず、磁性層の保磁力増加が困難になるおそれがある。より好ましくは５１０℃以上である。ガラスＢにおいてはＴｇは典型的には５９０℃以上である。
【００２４】
本発明のガラスは、その液相温度をＴＬ、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度をＴ４として、（ＴＬ−Ｔ４）は５０℃未満であることが好ましい。（ＴＬ−Ｔ４）が５０℃以上ではフロート成形が困難になるおそれがあり、より好ましくは４０℃未満、特に好ましくは３０℃未満である。
【００２５】
本発明のガラスの−５０〜７０℃における平均線膨張係数αは５６×１０−７／℃以上であることが好ましい。５６×１０−７／℃未満では、金属製のドライブなど他の部材の熱膨張係数との差が大きくなり、温度変動時の応力発生による基板の割れなどが起こりやすくなるおそれがある。より好ましくは５８×１０−７／℃以上である。αは典型的には１００×１０−７／℃以下である。
【００２６】
本発明の情報記録媒体用ガラス基板（以下、本発明のガラス基板という。）は、１２０℃、０．２ＭＰａの水蒸気雰囲気下に２０時間保持した時そのガラス表面に析出しているＬｉ量、Ｎａ量、Ｋ量をそれぞれＣＬｉ、ＣＮａ、ＣＫとしてＣＲ＝ＣＬｉ＋ＣＮａ＋ＣＫが１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下であることが好ましい。ＣＲが１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２超では、基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜が剥がれやすくなる。より好ましくは１１ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下である。
【００２７】
本発明のガラス基板は、下記硝酸エッチング速度が０．３ｎｍ／ｈ以下である耐酸性に優れたものであることが好ましい。そのようなものでないと、情報記録媒体用ガラス基板、特に磁気ディスク用ガラス基板を製造する際の表面研磨や最終洗浄工程においてｐＨ＝１〜２の強酸性液を使用する場合に、ガラス表面の荒れや剥離割れを引き起こすおそれがあり、より好ましくは０．２ｎｍ／ｈ以下である。
硝酸エッチング速度：厚さが１〜２ｍｍ、大きさが４ｃｍ×４ｃｍのガラス板の両面を酸化セリウムで鏡面研磨したものを測定サンプルとし、これを２５℃、０．０１Ｎ硝酸に３時間浸漬し、硝酸に溶出したＳｉ量をＩＣＰ発光法で分析して測定する。得られたＳｉ量、ガラス中のＳｉＯ２含有量、およびガラスの密度からガラスがエッチングされた速度を算出する。
【００２８】
次に、本発明のガラスの組成についてモル百分率表示を用いて説明する。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を形成する成分であり、必須である。６１％未満では、耐酸性もしくは耐候性が低下する、ｄが大きくなる、またはＴＬが上昇しガラスが不安定になる。好ましくは６２％以上、より好ましくは６３％以上である。７２％超では、後記Ｔ２およびＴ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となる、ＥもしくはＥ／ｄが低下する、またはαが小さくなる。好ましくは７１％以下、より好ましくは７０％以下である。
【００２９】
Ａｌ２Ｏ３は耐候性を高める効果を有し、必須である。３％未満では前記効果が小さい、ＥもしくはＥ／ｄが低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは４％以上、より好ましくは５％以上である。１２％超では耐酸性が低下する、後記Ｔ２およびＴ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となる、αが小さくなる、またはＴＬが高くなりすぎる。好ましくは１１％以下、より好ましくは１０％以下、典型的には９％以下である。
ＳｉＯ２含有量からＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３は５３％超であることが好ましい。５３％以下では耐酸性が不十分となるおそれがある。
【００３０】
Ｌｉ２Ｏは必須ではないが、Ｅ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があり、１４．３％まで含有してもよい。１４．３％超では、耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは１３％以下、より好ましくは１２．４％以下である。Ｅ／ｄおよびαを大きくしたい場合、たとえばガラスＡにおいては、Ｌｉ２Ｏは好ましくは１１％以下、より好ましくは１０．２％以下、典型的には９．５％以下である。Ｔｇを高くしたい場合には、Ｌｉ２Ｏは含有しないか、５％未満で含有することが好ましく、Ｌｉ２Ｏ含有量は典型的には０〜４．５％である。
【００３１】
Ｎａ２Ｏは必須ではないが、αを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があり２２％まで含有してもよい。２２％超では、耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは２０％以下、より好ましくは１９％以下、典型的には１８％以下である。Ｔｇを高くしたい場合には、Ｎａ２Ｏは好ましくは１３％以下、より好ましくは１２％以下、典型的には１１％以下である。
【００３２】
Ｋ２Ｏは必須ではないが、αを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があり２２％まで含有してもよい。２２％超では耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＥもしくはＥ／ｄが低下する。好ましくは２０％以下、より好ましくは１９％以下、特に好ましくは１３％以下、さらに好ましくは１２．８％以下、典型的には１２．５％以下である。Ｔｇを高くしたい場合には、Ｋ２Ｏは好ましくは１２％以下、より好ましくは１０％以下、典型的には９％以下である。
Ｅ／ｄを大きくしたい場合には、Ｋ２Ｏ含有量からＬｉ２Ｏ含有量を減じた差Ｋ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏは９％以下であることが好ましく、典型的には８．５％以下である。
【００３３】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが８％未満では、αが小さくなる、またはガラスの溶解性が低下する。好ましくは９％以上、より好ましくは１０％以上である。Ｅ／ｄおよびαを大きくしたい場合、たとえばガラスＡにおいては、Ｒ２Ｏは好ましくは１１％以上、より好ましくは１３％以上である。Ｒ２Ｏが２２％超では耐候性が低下する。好ましくは２０％以下、より好ましくは１９％以下である。ガラスＢにおいては、Ｒ２Ｏは好ましくは１７％以下、より好ましくは１５％以下である。
【００３４】
図２に耐候性とアルカリ酸化物成分の比率の関係を示す。図２からわかるように、ＣＲはアルカリ酸化物成分比率に強く依存し、Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５２超かつＮａ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．３５未満かつＫ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．４５未満では、耐候性が低下する。Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５以下またはＮａ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．４以上であることが好ましい。
【００３５】
前記のようにＬｉ２ＯはＥ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくし、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏはαを大きくするが、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏはいずれも耐候性を低下させる。これに対し、ＭｇＯは耐候性を維持したままＥ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくすることができるので、ＭｇＯの添加によりＲ２Ｏを少なくすることができ、ガラスの耐候性を向上させることができる。このように、ＭｇＯは耐候性を維持したままＥ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため必須である。４％未満では前記効果が小さい。好ましくは５％以上である。１３％超ではＴＬが高くなりすぎる。好ましくは１２％以下、より好ましくは１１％以下である。Ｔｇを高くしたい場合などにはＭｇＯは好ましくは９％以下である。
【００３６】
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯはいずれも必須ではないが、耐候性を維持したままαを大きくしたい場合、またはガラスの溶解性を向上させたい場合などには含有させてもよい。
ＥもしくはＥ／ｄを大きくしたい、ｄを小さくしたい、または、ＴＬを低くしたい場合などには、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しない、または、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１以上を合計で３％以下の範囲で含有するものとすることが好ましい。前記合計ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、好ましくは２％以下、典型的には１％以下である。
【００３７】
Ｅをたとえば７６ＧＰａ以上、Ｅ／ｄをたとえば３０ＭＮｍ／ｋｇ以上、かつ、Ｔｇをたとえば５９０℃以上にしたい場合などには、Ｌｉ２Ｏを０〜５％未満とし、かつ、ＣａＯを２％超８％以下含有するものとすることが好ましい。Ｌｉ２Ｏが５％以上またはＣａＯが２％以下ではＴｇをたとえば５９０℃以上にしにくくなる。ＣａＯが８％超ではＥ／ｄを３０ＭＮｍ／ｋｇ以上にしにくくなる。好ましくは、Ｌｉ２Ｏは０〜４．５％かつＣａＯは２．５〜７％であり、典型的には、Ｌｉ２Ｏは０〜３％かつＣａＯは３〜５．５％である。
【００３８】
ＴｉＯ２は必須ではないが、Ｅ、Ｅ／ｄもしくはＴｇを高くする、または耐候性を高くする効果があり、６％まで含有してもよい。６％超ではＴＬが高くなりすぎるおそれがある、または分相現象が起りやすくなるおそれがある。好ましくは５％以下、より好ましくは４．５％以下、特に好ましくは４％以下である。また、ＴｉＯ２を含有する場合、その含有量は０．１％以上であることが好ましい。
【００３９】
ＺｒＯ２は必須ではないが、耐候性を高くする、ＥもしくはＥ／ｄを大きくする、Ｔｇを高くする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため５％まで含有してもよい。５％超ではｄが大きくなる、またはＴＬが高くなりすぎるおそれがある。好ましくは４％以下、典型的には２．５％以下である。Ｔｇを高くしたい場合などにはＺｒＯ２含有量は典型的には０．５％以上であり、また好ましくは３％以下である。
【００４０】
ＴｉＯ２およびＺｒＯ２の含有量の合計ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２は０〜８％であることが好ましい。８％超ではｄが大きくなる、ＴＬが高くなりすぎる、または分相現象が起こりやすくなるおそれがある。より好ましくは７％以下、特に好ましくは６％以下、典型的には５．５％以下である。ＴｉＯ２またはＺｒＯ２を含有する場合、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２は０．５％以上であることが好ましく、より好ましくは１％以上、特に好ましくは１．５％以上、典型的には２％以上である。
【００４１】
ガラスＡにおいては、ＳｉＯ２が６２〜７１％、Ａｌ２Ｏ３が４〜１２％、Ｌｉ２Ｏが０〜１２．４％、Ｎａ２Ｏが０〜２０％、Ｋ２Ｏが０〜１９％、ＭｇＯが５〜１２％、ＴｉＯ２が０〜５％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｒ２Ｏが１１〜２０％であることが好ましく、ＳｉＯ２が６３〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が５〜９％、Ｌｉ２Ｏが０〜１０．２％、Ｎａ２Ｏが０〜１９％、Ｋ２Ｏが０〜１２．８％、ＭｇＯが５〜１１％、ＴｉＯ２が０〜４％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｒ２Ｏが１３〜１９％であること、または、ＳｉＯ２が６３〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が５〜９％、Ｌｉ２Ｏが０〜１１％、Ｎａ２Ｏが０〜１８％、Ｋ２Ｏが０〜１２．５％、ＭｇＯが５〜９％、ＴｉＯ２が０〜４％、ＺｒＯ２が０〜２．５％、Ｒ２Ｏが１３〜１９％であることがより好ましい。
【００４２】
ガラスＢにおいては、Ａｌ２Ｏ３が３〜１１％、Ｌｉ２Ｏが０〜５％未満、Ｎａ２Ｏが０〜１３％、Ｋ２Ｏが０〜１２％、ＭｇＯが４〜１１％、Ｒ２Ｏが８〜１７％であり、ＣａＯを２％超８％以下含有することが好ましく、ＳｉＯ２が６１〜７１％、Ａｌ２Ｏ３が４〜１１％、Ｌｉ２Ｏが０〜４．５％、Ｎａ２Ｏが０〜１２％、Ｋ２Ｏが０〜１０％、ＭｇＯが４〜９％であり、ＣａＯを２．５〜７％含有することがより好ましい。
【００４３】
本発明のガラスは本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。その場合、当該他の成分の含有量の合計は好ましくは５％以下、典型的には２％以下である。
【００４４】
また、ＳＯ３、Ｃｌ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２等の清澄剤を合計で２％まで含有してもよい。
また、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯなどの着色剤を合計で２％まで含有してもよい。
なお、Ｂ２Ｏ３はアルカリ金属酸化物成分と共存すると非常に揮散しやすくなるため、含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は１％未満であることが好ましく、より好ましくは０．５％未満である。
【００４５】
また、ＺｎＯを含有する場合、ＭｇＯおよびＺｎＯの質量百分率表示含有量の合計は、好ましくは７％以下、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは４％以下である。
また、Ｂ２Ｏ３またはＺｎＯを含有するしないにかかわらず、ＭｇＯおよびＺｎＯの質量百分率表示含有量の合計をＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３の質量百分率表示含有量の合計で除して得られる比（ＭｇＯ＋ＺｎＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）は０．０８以下であることが好ましい。
【００４６】
本発明のガラス基板は通常は円形のガラス板である。
【００４７】
本発明のガラス基板は典型的には磁気ディスク用ガラス基板として用いられる。
磁気ディスク用ガラス基板はノートブックパソコン等に用いられる２．５インチ基板（ガラス基板外径：６５ｍｍ）やポータブルＭＰ３プレーヤなどに用いられる１．８インチ基板（ガラス基板外径：４８ｍｍ）などに広く使用され、その市場は年々拡大しており、一方で低価格での供給が求められている。このようなガラス基板に使用されるガラスは、大量生産に適したものであることが好ましい。
板ガラスの大量生産はフロート法、フュージョン法、ダウンドロー法などの連続成形法により広く行われており、本発明のガラスは先に述べたようにたとえばフロート成形が可能なガラスであるので大量生産に好適である。
【００４８】
本発明のガラスおよびガラス基板の製造方法は特に限定されず、各種方法を適用できる。たとえば、通常使用される各成分の原料を目標組成となるように調合し、これをガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、周知のフロート法、プレス法、フュージョン法またダウンドロー法などの方法により所定の厚さの板ガラスに成形し、徐冷後必要に応じて研削、研磨などの加工を行った後、所定の寸法・形状のガラス基板とされる。成形法としては、特に、大量生産に適したフロート法が好適である。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法、ダウンドロー法にも好適である。
【実施例】
【００４９】
各成分の原料を表１〜１８のＳｉＯ２からＺｒＯ２またはＢ２Ｏ３までの欄にモル％表示で示した組成となるように調合し、白金るつぼを用いて１５５０〜１６００℃の温度で３〜５時間溶解した。溶解にあたっては、白金スターラを溶融ガラス中に挿入し、２時間撹拌してガラスを均質化した。次いで溶融ガラスを流し出して板状に成形し、毎分１℃の冷却速度で室温まで徐冷した。Ｒ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの各含有量（単位：モル％）の合計を示している。
【００５０】
例１〜１１７、１２６〜１３２、１３７、１３８のガラスは実施例、例１１８〜１２５、１３３〜１３６のガラスは比較例である。なお、例１２６〜１３６のガラスは上述したような溶解は行わず、また、例１２３のガラスは前記市販化学強化ガラスと同じものであり、例１２４のガラスを化学強化したものである。
【００５１】
こうして得られたガラス板について、密度ｄ（単位：ｇ／ｃｍ３）、前記平均線膨張係数α（単位：×１０−７／℃）、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）、比弾性率Ｅ／ｄ（単位：ＭＮｍ／ｋｇ）、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、液相温度ＴＬ（単位：℃）、粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２（単位：℃）、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４（単位：℃）、前記ＣＲ（単位：ｎｍｏｌ／ｃｍ２）、前記硝酸エッチング速度（単位：ｎｍ／ｈ）を以下に示す方法によって測定した。結果を表１〜１８に示すが、表中の空欄は測定しなかったことを示し、＊を付したものは組成から推定した値である。
なお、表１９〜３６に各ガラスの質量百分率表示組成を示す。
【００５２】
ｄ：泡のないガラス２０〜５０ｇを用い、アルキメデス法にて測定した。
α：示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率をガラスが軟化してもはや伸びが観測されなくなる温度すなわち屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線から−５０〜７０℃における平均線膨張係数を算出した。
Ｅ：厚さが５〜１０ｍｍ、大きさが３ｃｍ角のガラス板について、超音波パルス法により測定した。
【００５３】
Ｔｇ：示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線における屈曲点に相当する温度をガラス転移点とした。
ＴＬ：ガラスを乳鉢で２ｍｍ程度のガラス粒に粉砕し、このガラス粒を白金ボートに並べて置き、温度傾斜炉中で２４時間熱処理した。結晶が析出しているガラス粒の温度の最高値を液相温度とした。なお、たとえば「≧１１５０」、「≦１０５０」とはそれぞれ「１１５０℃以上」、「１０５０℃以下」の意である。
Ｔ２、Ｔ４：回転粘度計により測定した。
【００５４】
ＣＲ：厚さが１〜２ｍｍ、大きさが４ｃｍ×４ｃｍのガラス板の両面を酸化セリウムで鏡面研磨し、炭酸カルシウムおよび中性洗剤を用いて洗浄した後、高度加速寿命試験装置（エスペック社製不飽和型プレッシャークッカーＥＨＳ−４１１Ｍ）に入れて１２０℃、０．２ＭＰａの水蒸気雰囲気に２０時間静置した。洗浄済みチャック付ポリ袋に試験後試料と超純水２０ｍｌを入れ超音波洗浄機で１０分間表面析出物を溶解し、ＩＣＰ−ＭＳを使用して各アルカリ成分の溶出物を定量した。溶出量はモル換算し、試料表面積で規格化した。
【００５５】
硝酸エッチング速度：先に述べた方法により測定した（単位：ｎｍ／ｈ）。結果を耐酸性の欄に示す。
耐酸性はＡｌ２Ｏ３に強い感度を持っており、Ａｌ２Ｏ３を少なくするほど耐酸性が向上する。一方、耐候性もＡｌ２Ｏ３に強い感度を持っており、Ａｌ２Ｏ３を少なくするほど耐候性が低下する。また、耐候性はアルカリ成分にも強い感度を持っており、アルカリ総量を減少させること、あるいはアルカリ比率を適切な範囲にすることで耐候性が向上する。本発明のガラスは例１２２に比べてアルカリ総量を減少させ、アルカリ比率を適切な範囲にすることにより、Ａｌ２Ｏ３の減少による耐候性の低下を抑制し、例１２２よりも耐酸性に優れたガラスとなっている。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
【表２】
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【００５８】
【表３】
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【００５９】
【表４】
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【００６０】
【表５】
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【００６１】
【表６】
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【００６２】
【表７】
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【００６３】
【表８】
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【００６４】
【表９】
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【００６５】
【表１０】
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【００６６】
【表１１】
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【００６７】
【表１２】
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【００６８】
【表１３】
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【００６９】
【表１４】
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【００７０】
【表１５】
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【００７１】
【表１６】
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【００７２】
【表１７】
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【００７３】
【表１８】
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【００７４】
【表１９】
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【００７５】
【表２０】
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【００７６】
【表２１】
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【００７７】
【表２２】
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【００７８】
【表２３】
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【００７９】
【表２４】
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【００８０】
【表２５】
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【００８１】
【表２６】
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【００８２】
【表２７】
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【００８３】
【表２８】
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【００８４】
【表２９】
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【００８５】
【表３０】
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【００８６】
【表３１】
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【００８７】
【表３２】
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【００８８】
【表３３】
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【００８９】
【表３４】
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【００９０】
【表３５】
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【００９１】
【表３６】
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【産業上の利用可能性】
【００９２】
磁気ディスク用ガラス基板に利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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